Освоение обработки графита: инструмента, СОЖ и советы по безопасности

Несмотря на то, что это более мягкий материал, графит на самом деле один из самых сложных материалов для обработки. Есть много соображений, которые фрезеровщики должны сделать в терминах инструмента, использования СОЖ и личной безопасности при обработке этих деталей. Этот пост «In The Loupe» изучит свойства материала, ключевые техники обработки для рассмотрения и советы по правильному выбору режущих инструментов для достижения успеха в этом коварном материале.

Что такое графит?

Хотя графит является алтропом углерода, два термина не просто взаимозаменяемы. Углерод — элемент, который может формироваться в несколько разных алтропов, включая графит, алмаз и фуллерит. Графит оказывается самой стабильной формой углерода и наиболее распространенной, так как углерод естественным образом встречается как графит под стандартными условиями.

Графит наиболее известен своей превосходной проводимостью и устойчивостью к высокому тепла и коррозии. Это делает его распространенным материалом в высокотемпературных, высокодавленных ситуациях в аэрокосмической, электродной, ядерной, энергетической и военной отраслях.

Хотя графит может справляться с интенсивными высокодавленными ситуациями легко, он на самом деле очень мягкий, абразивный и хрупкий материал. Это может вызвать серьезные проблемы при обработке, так как графит может «съедать» режущие инструменты и серьезно минимизировать полезный срок службы инструмента. Однако с правильным инструментом и техниками есть способы оптимизировать обработку графита для большей стоимостной эффективности, чем у конкурентов.

Техники обработки графита

Поскольку графит такой мягкий и хрупкий материал, особое внимание нужно сделать при обработке, чтобы избежать сколов его. Чтобы получить хороший рез, рекомендуется брать легкие нагрузки на зуб и использовать более низкие подачи в графите. Если вы возьмете тяжелый рез при быстрой подаче, вы начнете сколачивать графит и можете вызвать его полное разрушение. Для точки сравнения, нагрузки на зуб для графита похожи на те для алюминиевых материалов, но с менее чем половиной подачи.

Чтобы дать вам представление о скоростях и подачах для графита, вот пример с использованием фрезы 1/4" Harvey Tool CVD Diamond Coated, 4-канавковой квадратной. Если этот инструмент работал на стандартных 12 000 об/мин при 780 SFM, рекомендуемая нагрузка на зуб была бы 0,00292 для подачи 140 дюйм/мин.

В терминах установки станка, один главный совет запомнить — всегда избегать использования СОЖ. Графит довольно пористый материал, и поэтому он может впитывать СОЖ и действовать как «губка для СОЖ», что вызовет проблемы с готовыми деталями. Внутри станка и на инструменте, СОЖ может фактически реагировать с графитовой пылью и создавать абразивную суспензию, что вызовет проблемы при обработке. Вакуумная система рекомендуется для удаления материала при обработке графита. Иначе покрытые инструменты должны уметь работать сухо.

Еще одна вещь для заметки при обработке графита — поскольку графит не производит стружку, а скорее облако очень абразивной пыли, это может быть вредно для операторов и станков без должного ухода. Операторы должны носить защитную маску, чтобы избежать вдыхания графитовой пыли. Правильная вентиляция и поддержание качества воздуха в цехе также ключевы для защиты фрезеровщиков при работе с графитом.

Поскольку графитовая пыль также экстремально проводима, она может легко повредить незащищенные цепи внутри вашего ЧПУ станка, что может вызвать серьезные электрические проблемы. Хотя СОЖ не рекомендуется, вакуумная система может помочь удалить пыль, не давая ей накапливаться слишком много внутри станка и предотвращая серьезные проблемы.

Повысьте эффективность обработки графита — используйте таблицы скоростей и подач Harvey Tool сегодня

Режущие инструменты для обработки графита

Как упоминалось ранее, графит — известный убийца режущих инструментов из-за своей экстремально абразивной природы. Даже самые качественные твердосплавные фрезы, если оставлены непокрытыми, быстро изнашиваются на большинстве работ. Этот экстремальный износ может заставить смену инструмента во время операции, что может привести к несовершенству детали при попытке перезапустить операцию там, где изношенный инструмент остановился.

При выборе режущего инструмента для обработки графита, покрытие и режущее ребро — самое важное соображение. Количество канавок, углы спирали и другие ключевые особенности геометрии инструмента в конечном счете второстепенны к покрытию при покупке инструмента.

Для обработки графита рекомендуется CVD (химическое осаждение из паровой фазы) алмазное покрытие везде, где возможно, для максимизации срока службы инструмента и его производительности. Эти покрытия выращиваются прямо в твердосплавной фрезе, улучшая твердость и оставляя инструмент со слоем покрытия, который в 5 раз толще, чем PVD алмазное покрытие. Хотя не самое острое ребро, CVD алмазное покрытие обеспечивает намного более долгий срок службы инструмента, чем другие алмазные покрытия, из-за более толстого алмазного слоя.

Хотя начальные затраты на инструмент могут быть выше с CVD покрытыми инструментами против непокрытых, так как CVD покрытые инструменты видят значительно более долгий срок службы, чем непокрытые, это делает стоимость на деталь значительно сократиться. В сложных, абразивных материалах как графит, непокрытый твердосплавной инструмент продержится короткое время перед тем, как абразивность графита полностью изнашивает режущее ребро. Наличие CVD покрытого инструмента даст вам ногу над конкурентами, держит ваш станок работающим с меньшим простоем на смену инструментов и в конечном счете доставляет существенные экономии затрат.

В целом, графит может быть трудным материалом для обработки, но с правильными режущими инструментами и правильными скоростями и подачами вы будете делать качественные детали в кратчайшие сроки. Harvey Tool предлагает широкий выбор CVD покрытых фрез в различных диаметрах, вылетах и длинах резания, чтобы убедиться, что у вас есть что нужно для любой работы, которая придет к вам.